JP6337831B2 - Water heater - Google Patents
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Description
本発明は、給湯機に関する。 The present invention relates to a water heater.
蓄熱槽から供給される蓄熱流体と、水源から供給される給水との間で熱を交換する給湯用熱交換器を備え、蓄熱流体の熱で給水を加熱して給湯する給湯機が知られている(例えば、特許文献1参照)。下記特許文献1に開示された給湯機では、給湯用熱交換器から流出する湯の温度を温度センサで検知し、当該検知温度と給湯目標温度(目標温度)との差に基づいて蓄熱流体の循環流量を制御する。
A hot water heater is known that has a hot water supply heat exchanger that exchanges heat between a heat storage fluid supplied from a heat storage tank and water supply supplied from a water source, and heats the water supply with the heat of the heat storage fluid. (For example, refer to Patent Document 1). In the water heater disclosed in
しかしながら、特許文献1の給湯機では、給湯用熱交換器から流出する湯の温度を検知する温度センサを必要とすることで、製造コストが高くなる傾向にある。
However, in the water heater of
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、蓄熱槽から供給される蓄熱流体と、水源から供給される給水との間で熱を交換する給湯用熱交換器を備えた給湯機において、給湯用熱交換器から流出する湯の温度とその目標温度とのずれを簡易な構成で抑制することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and includes a hot water supply heat exchanger that exchanges heat between a heat storage fluid supplied from a heat storage tank and water supplied from a water source. Another object of the present invention is to suppress a deviation between the temperature of hot water flowing out from the hot water supply heat exchanger and its target temperature with a simple configuration.
本発明に係る給湯機は、蓄熱流体を貯留する蓄熱槽と、蓄熱流体を加熱する加熱手段と、蓄熱槽から供給される蓄熱流体と水源から供給される給水との間で熱を交換することで給水を加熱する給湯用熱交換器と、蓄熱流体を給湯用熱交換器に供給する流体ポンプと、給水の流量を検知する給湯流量センサと、給湯用熱交換器に供給される蓄熱流体の流量が、給水の流量に応じて決定される目標流量に一致するように流体ポンプを制御するポンプ制御手段と、給湯用熱交換器に供給される蓄熱流体の温度と、給湯用熱交換器から流出する給水の温度との差である熱交換ロス値に関する情報を記憶する記憶手段と、給湯用熱交換器から流出する給水の目標温度に熱交換ロス値を加算した温度に基づいて、蓄熱槽に貯える蓄熱流体の温度を制御する蓄熱温度制御手段と、を備えるものである。 The water heater according to the present invention exchanges heat between a heat storage tank that stores a heat storage fluid, a heating unit that heats the heat storage fluid, a heat storage fluid supplied from the heat storage tank, and a water supply supplied from a water source. A hot water supply heat exchanger for heating the hot water, a fluid pump for supplying the heat storage fluid to the hot water heat exchanger, a hot water flow rate sensor for detecting the flow rate of the hot water, and a heat storage fluid supplied to the hot water heat exchanger. From the pump control means for controlling the fluid pump so that the flow rate matches the target flow rate determined according to the flow rate of the feed water, the temperature of the heat storage fluid supplied to the hot water heat exchanger, and the hot water heat exchanger Based on the storage means for storing information on the heat exchange loss value, which is the difference from the temperature of the water supply flowing out, and the temperature obtained by adding the heat exchange loss value to the target temperature of the water supply flowing out of the hot water supply heat exchanger The temperature of the heat storage fluid stored in the tank Those having a thermal temperature control means.
本発明によれば、蓄熱槽から供給される蓄熱流体と、水源から供給される給水との間で熱を交換する給湯用熱交換器を備えた給湯機において、給湯用熱交換器から流出する湯の温度とその目標温度とのずれを簡易な構成で抑制することが可能となる。 According to the present invention, in a hot water supply apparatus having a hot water supply heat exchanger that exchanges heat between a heat storage fluid supplied from a heat storage tank and water supply supplied from a water source, the heat flows out from the hot water supply heat exchanger. It is possible to suppress the difference between the hot water temperature and the target temperature with a simple configuration.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。本発明における装置、器具、及び部品等の、個数、配置、向き、形状、及び大きさは、原則として、図面に示す個数、配置、向き、形状、及び大きさに限定されない。また、本発明は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組合わせ可能な構成のあらゆる組合わせを含むものである。本明細書で「水」とは、低温の冷水から高温の湯まで、あらゆる温度の液体の水を含む概念である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Elements common to the drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description is simplified or omitted. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. In principle, the number, arrangement, orientation, shape, and size of the devices, instruments, and components in the present invention are not limited to the number, arrangement, orientation, shape, and size shown in the drawings. Further, the present invention includes all combinations of configurations that can be combined among the configurations described in the following embodiments. In the present specification, “water” is a concept including liquid water of all temperatures from low-temperature cold water to high-temperature hot water.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の給湯機を示す構成図である。図1に示すように、本実施の形態1の給湯機35は、貯湯タンク8を内蔵したタンクユニット33と、HP(ヒートポンプ)ユニット7と、制御装置100とを備える。HPユニット7とタンクユニット33とは、HP往き管14、HP戻り管15、及び電気配線(図示省略)を介して接続されている。本実施の形態1の給湯機35は、貯湯タンク8を蓄熱槽として備える貯湯式給湯機である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a water heater according to
タンクユニット33及びHPユニット7が備える各種の弁、ポンプ、圧縮機等のアクチュエータ、及び各種のセンサは、制御装置100に対して電気的に接続される。給湯機35の外部に配置されたリモコン44は、制御装置100に対し、双方向に通信可能に接続されている。図示を省略するが、リモコン44は、給湯機35の状態等の情報を表示する表示部、使用者が操作するスイッチ等の操作部等を備える。使用者は、リモコン44を操作することで、給湯機35に対する運転動作指令及び設定値の変更操作を行う。制御装置100は、各センサで検知される情報と、リモコン44から受信する情報とに基づいて各アクチュエータを作動させることで、給湯機35の動作を制御する。
Various valves, pumps, actuators such as a compressor, and various sensors included in the
本実施の形態では、タンクユニット33に制御装置100が内蔵されている。このような構成に限らず、HPユニット7に制御装置が内蔵されても良い。または、タンクユニット33に内蔵された制御装置と、HPユニット7に内蔵された制御装置とが連携して制御しても良い。
In the present embodiment, the
HPユニット7は、蓄熱流体を加熱する加熱手段の例である。本実施の形態における蓄熱流体は水である。HPユニット7は、タンクユニット33から供給される水を加熱する。HPユニット7は、圧縮機1、水−冷媒熱交換器3、膨張弁4、及び蒸発器6を、冷媒管5にて環状に接続した冷媒回路を備える。水−冷媒熱交換器3は、圧縮機1で加熱された冷媒の熱で水を加熱する。
The HP unit 7 is an example of a heating unit that heats the heat storage fluid. The heat storage fluid in the present embodiment is water. The HP unit 7 heats water supplied from the
貯湯タンク8は、蓄熱流体としての水を貯留する。本発明における蓄熱流体は、水以外の液状熱媒体でも良い。貯湯タンク8の内部には、温度による蓄熱流体の密度差により、上側が高温で下側が低温になる温度成層を形成できる。第一給水管9aは、水道等の水源に接続される。貯湯タンク8の下部に設けられた水導入口8aは、第三給水管9cを介して第一給水管9aに接続されている。水源から供給される水が第一給水管9a及び第三給水管9cを通じて貯湯タンク8へ導入される。貯湯タンク8は、満水状態に維持される。第三給水管9cの途中には減圧弁31が設けられている。水源の水圧は、減圧弁31で規定の圧力に調圧された上で、貯湯タンク8内に作用する。
The hot
貯湯タンク8の下部に設けられた水導出口8bには、水導出管10の一端が接続されている。水導出管10の他端は、水ポンプ12の吸込側に接続されている。水ポンプ12の吐出側は、HP往き管14を介してHPユニット7の入口と接続されている。タンクユニット33には、三方弁18が内蔵されている。三方弁18は、一つの入口(aポート)及び二つの出口(bポート及びcポート)を有する流路切替手段である。三方弁18のaポートは、HP戻り管15を介してHPユニット7の出口と接続されている。三方弁18のbポートは、送湯管13を介して、貯湯タンク8の上部に設けられた温水導入口8dと接続されている。三方弁18のcポートは、バイパス管16を介して、貯湯タンク8の中央部から下部の間に設けられた温水導入口8cと接続されている。
One end of a
貯湯タンク8には、HPユニット7を用いて加熱された高温水がHP戻り管15及び送湯管13を通じて温水導入口8dから流入するとともに、低温水が第三給水管9cを通じて水導入口8aから流入する。これにより、貯湯タンク8内には上下で温度差が生じるように湯水が貯留される。貯湯タンク8の表面には、複数の貯湯温度センサが高さを変えて取り付けられている。図示の構成では、貯湯タンク8の表面の上部には貯湯温度センサ42が取り付けられ、貯湯タンク8の表面の下部には貯湯温度センサ43が取り付けられている。これらの貯湯温度センサ42,43で貯湯タンク8内の鉛直方向の温度分布を検出することで、貯湯タンク8内の残湯量及び蓄熱量を把握できる。制御装置100は、当該残湯量または蓄熱量に基づいて、蓄熱運転の開始及び停止などを制御する。図示の構成に限らず、3個以上の貯湯温度センサを設けても良い。
Hot water heated using the HP unit 7 flows into the hot
タンクユニット33には、給湯用熱交換器52が内蔵されている。給湯用熱交換器52は、貯湯タンク8から供給される蓄熱流体(高温水)と、水源から供給される水との間で熱を交換することで水を加熱する熱交換器である。給湯用熱交換器52の二次側入口は、第二給水管9bを介して第一給水管9aに接続されている。給湯用熱交換器52の二次側出口は、給湯管21を介して給湯栓34に接続されている。以下の説明では、水源から第一給水管9a及び第二給水管9bを通って給湯用熱交換器52に供給される水を「給水」と称する。本実施の形態であれば、給湯用熱交換器52で給水を加熱することで生成した湯を給湯栓34に供給できる。本実施の形態であれば、水源の水圧を減圧弁31で減圧することなく給湯栓34に作用させることができる。このため、高圧で給湯栓34に給湯できる。
The
給湯流量センサ49は、給湯用熱交換器52に供給される給水の流量を検知する。本実施の形態では、第二給水管9bの途中に給湯流量センサ49が配置される。以下の説明では、給湯流量センサ49で検知される給水の流量を「給湯流量」と称する。
The hot water supply
給湯用熱交換器52の一次側入口は、熱源導入管46aを介して、貯湯タンク8の上部に設けられた温水導出口8eに接続されている。給湯用熱交換器52の一次側出口は、熱源導出管46bを介して、貯湯タンク8の下部に設けられた温水導入口8fに接続されている。以下の説明では、温水導出口8eから導出された貯湯タンク8内の温水を、熱源導入管46a、給湯用熱交換器52及び熱源導出管46bを経由して、温水導入口8fから再び貯湯タンク8内へ戻す回路を熱源回路46と称する。また、給水との区別を分かり易くするため、熱源回路46を流れる温水及び貯湯タンク8に貯留される湯水を蓄熱流体と称する。
A primary inlet of the hot water
熱源導出管46bの途中には、給湯用熱交換器52に蓄熱流体を供給するための流体ポンプ48が配置されている。熱源導出管46bの途中には、給湯用熱交換器52に供給される蓄熱流体の流量を検知する熱源側流量センサ50が配置されている。以下の説明では、熱源側流量センサ50で検知される蓄熱流体の流量を「熱源側流量」と称する。
A
給湯栓34には、給湯機35の外部の蛇口などの混合水栓51につながる給湯管が接続される。混合水栓51は、給湯端末の例である。混合水栓51には、水源の低温水を供給する給水管9dと、出湯管53とがさらに接続される。混合水栓51は、給湯機35の給湯栓34から供給される湯と、給水管9dから供給される低温水とを混合し、その混合された湯を出湯管53から出湯させる。使用者は、混合水栓51の混合比を調整することで、出湯管53から出湯する湯の温度を調整できる。
A hot water supply pipe connected to the
次に、本実施の形態の給湯機35の蓄熱運転について説明する。蓄熱運転は、HPユニット7を作動させることで加熱した蓄熱流体を貯湯タンク8内に貯えることで貯湯タンク8内に蓄熱する運転である。蓄熱運転時には、三方弁18は、aポートとbポートとが連通しcポートが閉状態となるように制御される。これにより、HP戻り管15と送湯管13とが連通するとともに、バイパス管16側を閉として貯湯タンク8の温水導入口8cへの流路が遮断される。
Next, the heat storage operation of the
蓄熱運転では、制御装置100は、上記のように三方弁18が制御された状態で、水ポンプ12及びHPユニット7を作動させる。蓄熱運転では、以下のようになる。貯湯タンク8の水導出口8bから流出する低温の蓄熱流体が、水導出管10、水ポンプ12及びHP往き管14を経由してHPユニット7に導かれ、水−冷媒熱交換器3において加熱される。加熱されて高温になった蓄熱流体は、HP戻り管15、三方弁18及び送湯管13を経由し、温水導入口8dから貯湯タンク8内に流入し貯えられる。このような蓄熱運転が実行されることで、貯湯タンク8の内部では、上層部から高温の蓄熱流体が貯えられていき、高温の蓄熱流体の層が徐々に厚くなる。
In the heat storage operation, the
HP戻り管15には、HPユニット7で加熱された後の蓄熱流体の温度を検知する加熱温度センサ17が取り付けられている。HPユニット7で加熱された後の蓄熱流体の温度を以下「加熱温度」と称する。蓄熱運転のとき、制御装置100は、加熱温度が、加熱温度の目標値に一致するように制御する。加熱温度の目標値を以下「加熱目標温度」と称する。制御装置100は、例えば、水ポンプ12を以下のように制御することで、加熱温度センサ17で検知される加熱温度が加熱目標温度に一致するように制御する。制御装置100は、加熱温度が加熱目標温度より高い場合には、水ポンプ12が送出する流量が増加するように水ポンプ12の出力を補正することで、加熱温度を低下させる。制御装置100は、加熱温度センサ17で検知される加熱温度が加熱目標温度より低い場合には、水ポンプ12が送出する流量が低下するように水ポンプ12の出力を補正することで、加熱温度を上昇させる。
A
次に、本実施の形態の給湯機35の給湯運転について説明する。給湯運転は、給湯用熱交換器52で給水を加熱することで生成された湯を給湯栓34へ供給する運転である。使用者が混合水栓51を開くと、給湯用熱交換器52に給水が流れる。制御装置100は、給湯用熱交換器52に給水が流れたことを給湯流量センサ49で検知すると、流体ポンプ48を作動させることで、給湯運転を開始する。給湯運転では、以下のようになる。貯湯タンク8に貯留されている高温の蓄熱流体が、流体ポンプ48の作動により、温水導出口8e及び熱源導入管46aを経由して、給湯用熱交換器52の一次側に導入される。第二給水管9bから供給される給水は、水源の圧力により、給湯用熱交換器52の二次側に導入される。給水は、給湯用熱交換器52において一次側の蓄熱流体との熱交換により加熱されることで、湯になる。この湯は、給湯管21を経由して給湯栓34へ供給される。
Next, a hot water supply operation of the
以下の説明では、給湯運転において給湯用熱交換器52から流出する給水の温度(すなわち、給湯栓34へ供給される湯の温度)を「給湯温度」と称する。また、給湯運転において貯湯タンク8から給湯用熱交換器52に供給される蓄熱流体の温度を「熱源温度」と称する。給湯温度は、熱源温度に比べて、多少低くなる。熱源温度と給湯温度との差を以下「熱交換ロス値」と称する。熱交換ロス値は、熱源温度、給湯用熱交換器52の伝熱性能、及び給湯流量に依存する。
In the following description, the temperature of the hot water flowing out from the hot water
図2は、熱交換ロス値と給湯流量との関係の一例を示す図である。図2に示すように、給湯流量が高くなるにつれて、熱交換ロス値は大きくなる。図2に示す例では、給湯流量が2L/分の場合の熱交換ロス値は、約2度である。この場合、熱源温度が仮に50℃であるとすると、給湯温度は、50℃から約2度を差し引いて、約48℃になる。図2に示す例では、給湯流量が10L/分の場合の熱交換ロス値は、約7度である。この場合、熱源温度が仮に50℃であるとすると、給湯温度は、50℃から約7度を差し引いて、約43℃になる。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the relationship between the heat exchange loss value and the hot water supply flow rate. As shown in FIG. 2, the heat exchange loss value increases as the hot water supply flow rate increases. In the example shown in FIG. 2, the heat exchange loss value when the hot water supply flow rate is 2 L / min is about 2 degrees. In this case, assuming that the heat source temperature is 50 ° C., the hot water supply temperature is about 48 ° C. by subtracting about 2 degrees from 50 ° C. In the example shown in FIG. 2, the heat exchange loss value when the hot water supply flow rate is 10 L / min is about 7 degrees. In this case, assuming that the heat source temperature is 50 ° C., the hot water supply temperature is about 43 ° C. by subtracting about 7 degrees from 50 ° C.
図3は、本実施の形態1の給湯機35が備える制御装置100のブロック図である。図3に示すように、制御装置100は、ポンプ制御部101、記憶部102、及び蓄熱温度制御部103を備える。図4は、本実施の形態1の給湯機35が備える制御装置100のハードウェア構成図である。制御装置100は、プロセッサ1000及びメモリ1001を備える。制御装置100の機能は、プロセッサ1000がメモリ1001に記憶されたプログラムを実行することにより、達成される。制御装置100は、複数のプロセッサを備えても良い。制御装置100は、複数のメモリを備えても良い。複数のプロセッサ及び複数のメモリが連携して、制御装置100の機能を達成しても良い。
FIG. 3 is a block diagram of the
給湯運転のとき、制御装置100のポンプ制御部101は、給湯流量センサ49で検知される給湯流量に応じて、給湯用熱交換器52に供給する蓄熱流体の目標流量を決定する。ポンプ制御部101は、熱源側流量センサ50で検知される熱源側流量が当該目標流量に一致するように、流体ポンプ48を制御する。ポンプ制御部101は、例えば、熱源側流量センサ50で検知される熱源側流量と当該目標流量との偏差に基づいて流体ポンプ48への制御信号を与えるフィードバック制御を行う。ポンプ制御部101は、例えば、PID(Proportional Integral Derivative)制御により、流体ポンプ48への制御信号を生成する。
During the hot water supply operation, the
上記目標流量は、例えば、給湯流量に等しい値にしても良い。または、上記目標流量は、例えば、給湯流量に所定の係数を乗じた値にしても良い。 The target flow rate may be set to a value equal to the hot water supply flow rate, for example. Alternatively, the target flow rate may be a value obtained by multiplying the hot water supply flow rate by a predetermined coefficient, for example.
本実施の形態であれば、給湯流量に応じて決定される目標流量に熱源側流量が一致するように制御することで、以下の効果が得られる。熱源側流量の頻繁な変動(ハンチング)を確実に抑制できるので、給湯用熱交換器52での加熱量の頻繁な変動(ハンチング)を確実に抑制できる。したがって、給湯温度の頻繁な変動(ハンチング)を確実に抑制できるので、使用者の不快感を確実に抑制できる。
If it is this Embodiment, the following effects are acquired by controlling so that the heat source side flow volume may correspond to the target flow volume determined according to the hot water supply flow volume. Since frequent fluctuation (hunting) of the heat source side flow rate can be reliably suppressed, frequent fluctuation (hunting) of the heating amount in the hot water
給湯温度の目標値を以下「給湯目標温度」と称する。使用者は、リモコン44を操作することで、給湯目標温度を変更できる。制御装置100は、リモコン44から、給湯目標温度の情報を受信する。
The target value of the hot water supply temperature is hereinafter referred to as “hot water supply target temperature”. The user can change the target hot water supply temperature by operating the
制御装置100の記憶部102は、熱交換ロス値に関する情報を予め記憶している。制御装置100の蓄熱温度制御部103は、給湯目標温度に熱交換ロス値を加算した温度に基づいて、貯湯タンク8に貯える蓄熱流体の温度を制御する。蓄熱温度制御部103は、例えば、給湯目標温度に熱交換ロス値を加算した温度に等しい値を、加熱目標温度に設定して、蓄熱運転を行う。当該蓄熱運転が実施されることで、給湯目標温度に熱交換ロス値を加算した温度に等しい温度の蓄熱流体が貯湯タンク8に貯えられる。すなわち、給湯目標温度に比べて、熱交換ロス値の分だけ、高い温度の蓄熱流体が貯湯タンク8に貯えられる。給湯運転のとき、当該温度の蓄熱流体が給湯用熱交換器52に供給されることで、実際の給湯温度は、給湯目標温度に近い温度になる。蓄熱温度制御部103は、例えば、給湯目標温度に熱交換ロス値を加算した温度を上方または下方に補正した値を、加熱目標温度に設定して、蓄熱運転を行っても良い。
The
本実施の形態であれば、実際の給湯温度を検知することなく、実際の給湯温度を、給湯目標温度に近い温度にすることが可能となる。本実施の形態であれば、実際の給湯温度を検知する温度センサが不要であり、製造コストが低い。本実施の形態であれば、実際の給湯温度と、給湯目標温度とのずれを簡易な構成で抑制できる。 According to the present embodiment, the actual hot water supply temperature can be made close to the hot water supply target temperature without detecting the actual hot water supply temperature. If it is this Embodiment, the temperature sensor which detects actual hot water supply temperature is unnecessary, and manufacturing cost is low. If it is this Embodiment, the shift | offset | difference of actual hot water supply temperature and hot water supply target temperature can be suppressed with a simple structure.
本実施の形態であれば、給湯流量に応じて決定される目標流量に熱源側流量が一致するように制御することで、以下の効果が得られる。熱源側流量が給湯流量に応じて一義的に決まるので、見かけ上、熱交換ロス値が熱源側流量に依存しないようにできる。このため、貯湯タンク8に貯える蓄熱流体の温度を上記のように制御することで、実際の給湯温度を給湯目標温度に近い温度にすることが可能となる。これに対し、熱源側流量が給湯流量とは独立に制御され、熱源側流量が給湯流量に応じて一義的に決まらないと仮定すると、熱源側流量の変化に伴って熱交換ロス値が変化するので、実際の給湯温度を給湯目標温度に近い温度にすることが困難となる。
If it is this Embodiment, the following effects are acquired by controlling so that the heat source side flow volume may correspond to the target flow volume determined according to the hot water supply flow volume. Since the heat source side flow rate is uniquely determined according to the hot water supply flow rate, the heat exchange loss value can be apparently independent of the heat source side flow rate. For this reason, by controlling the temperature of the heat storage fluid stored in the hot
本実施の形態では、記憶部102は、予め設定された基準給湯流量における熱交換ロス値を記憶する。図2に例示するような熱交換ロス値と給湯流量との関係に、基準給湯流量の値を当てはめることで、基準給湯流量における熱交換ロス値が決まる。蓄熱温度制御部103は、記憶部102に記憶された、基準給湯流量における熱交換ロス値を、給湯目標温度に加算した温度に基づいて、貯湯タンク8に貯える蓄熱流体の温度を制御する。熱交換ロス値は、給湯流量に応じて変化する。このため、本実施の形態では、給湯運転において、実際の給湯流量が基準給湯流量に一致しない場合には、給湯栓34に供給される実際の給湯温度が給湯目標温度に正確には一致しない。例えば、実際の給湯流量が基準給湯流量より高い場合には、実際の給湯温度は給湯目標温度に比べてやや低くなる。逆に、実際の給湯流量が基準給湯流量より低い場合には、実際の給湯温度は給湯目標温度に比べてやや高くなる。使用者は、混合水栓51の混合比を調整することで、出湯管53から出湯する湯の温度を調整できる。このため、実際の給湯温度が給湯目標温度に近い温度になっていれば、実際の給湯温度が給湯目標温度に正確に一致しなくても、問題はない。
In the present embodiment,
実際の給湯温度が給湯目標温度より低い場合に生じる可能性のある使用者の不快感は、比較的小さい。これに対し、実際の給湯温度が給湯目標温度より高い場合に生じる可能性のある使用者の不快感は、比較的大きい。このため、実際の給湯温度が給湯目標温度より高くなることがなるべく起こりにくいようにすることが望ましい。本実施の形態では、基準給湯流量の設定を低い値にするほど、記憶部102に記憶される熱交換ロス値が小さくなる。熱交換ロス値が小さくなるほど、貯湯タンク8に貯える蓄熱流体の温度が低くなるので、実際の給湯温度が給湯目標温度より高くなることが起こりにくいようにできる。
The user discomfort that may occur when the actual hot water supply temperature is lower than the hot water supply target temperature is relatively small. In contrast, user discomfort that may occur when the actual hot water temperature is higher than the target hot water temperature is relatively large. For this reason, it is desirable to make it difficult for the actual hot water supply temperature to become higher than the hot water supply target temperature. In this Embodiment, the heat exchange loss value memorize | stored in the memory |
上述した事項に鑑み、本実施の形態では、基準給湯流量の設定を低い値にすることが望ましい。例えば、基準給湯流量を、想定される最小の給湯流量に設定することが望ましい。ここで、「想定される最小の給湯流量」とは、給湯流量が一定時間以上安定するような使用条件における最小の給湯流量を言うものとする。例えば、混合水栓51からの出湯の開始時及び停止時のように給湯流量が不安定になる状態での給湯流量は、「想定される最小の給湯流量」に含めない。例として、「想定される最小の給湯流量」が2L/分であるとし、給湯流量が2L/分のときの熱交換ロス値が2度であると仮定する。この例の場合、記憶部102に「2度」を熱交換ロス値として予め記憶させておく。このようにすることで、実際の給湯温度が給湯目標温度より高くなることを確実に抑制できるので、使用者の不快感が大きくなることを確実に抑制できる。
In view of the above-described matters, in the present embodiment, it is desirable to set the reference hot water supply flow rate to a low value. For example, it is desirable to set the reference hot water supply flow rate to the assumed minimum hot water supply flow rate. Here, the “assumed minimum hot-water supply flow rate” refers to the minimum hot-water supply flow rate under use conditions in which the hot-water supply flow rate is stable for a certain time or more. For example, the hot water supply flow rate in a state where the hot water supply flow rate becomes unstable as at the start and stop of the hot water supply from the
制御装置100は、給湯流量センサ49で検知される実際の給湯流量が「想定される最小の給湯流量」に満たない場合には、流体ポンプ48を作動させず、給湯運転を行わないようにしても良い。そのようにすることで、実際の給湯温度が給湯目標温度より高くなることをより確実に抑制できるので、使用者の不快感が大きくなることをより確実に抑制できる。
When the actual hot water flow rate detected by the hot water
記憶部102は、図2に例示するような熱交換ロス値と給湯流量との関係を記憶しても良い。記憶部102は、熱交換ロス値と給湯流量との関係を、例えば、検索テーブルとして記憶しても良いし、あるいは近似式として記憶しても良い。制御装置100は、給湯流量センサ49で検知される実際の給湯流量を学習しても良い。制御装置100は、その学習した情報に基づいて、基準給湯流量を決めても良い。例えば、制御装置100は、学習された実際の給湯流量を統計的に処理した値に基づいて基準給湯流量を決めても良い。統計的に処理した値とは、例えば、平均値、中央値、合計値、最大値、最小値、最頻値、分散、標準偏差などである。蓄熱温度制御部103は、そのようにして決められた基準給湯流量を、記憶部102に記憶された、熱交換ロス値と給湯流量との関係に当てはめることで求めた熱交換ロス値を用いて制御しても良い。
The
実施の形態2.
次に、図5及び図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一名称を付し説明を簡略化または省略する。
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 and FIG. 6. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the same parts or corresponding parts will have the same names. The description will be simplified or omitted.
図5は、本実施の形態2の給湯機35が備える制御装置100のブロック図である。図5に示すように、本実施の形態2における制御装置100は、ポンプ制御部101、記憶部102、及び蓄熱温度制御部103に加えて、記録部104をさらに備える。本実施の形態2の給湯機35のその他の構成は、実施の形態1と同じである。
FIG. 5 is a block diagram of the
制御装置100の記録部104は、給湯運転のとき、給湯流量センサ49で検知される情報に基づいて、給湯流量が安定したときの最小の給湯流量を記録する。ここで、「最小の給湯流量」とは、給湯流量が一定時間以上安定するような使用条件における最小の給湯流量を言うものとする。例えば、混合水栓51からの出湯の開始時及び停止時のように給湯流量が不安定になる状態での給湯流量は、「最小の給湯流量」に含めない。
The
記憶部102は、図2に例示するような熱交換ロス値と給湯流量との関係を記憶している。蓄熱温度制御部103は、記録部104が記録した最小の給湯流量を、記憶部102に記憶された、熱交換ロス値と給湯流量との関係に当てはめることで熱交換ロス値を求める。蓄熱温度制御部103は、当該熱交換ロス値を給湯目標温度に加算した温度に基づいて、貯湯タンク8に貯える蓄熱流体の温度を制御する。
The
本実施の形態であれば、記録部104が最小の給湯流量を記録することで、実際の使用状況に応じた最小の給湯流量を把握できる。本実施の形態であれば、そのような実際の使用状況に応じた最小の給湯流量での熱交換ロス値を用いて、蓄熱温度制御部103が、貯湯タンク8に貯える蓄熱流体の温度を制御することで、以下のような効果が得られる。実際の給湯温度が給湯目標温度より高くなることを確実に抑制できるので、使用者の不快感が大きくなることを確実に抑制できる。記録部104が記録している最小の給湯流量を以下「最小給湯流量」と称する。
If it is this Embodiment, the
図6は、本実施の形態2において制御装置100により実行されるルーチンのフローチャートである。制御装置100は、図6に示すルーチンを周期的に繰り返し実行する。図6のステップS1では、制御装置100は、給湯流量センサ49の検知信号に基づいて、給水の流れの有無を判断する。制御装置100は、給水の流れが無いと判断した場合には、ステップS1からステップS2へ移行する。ステップS2では、制御装置100は、混合水栓51が閉じられていると判断し、流体ポンプ48を停止し、給湯用熱交換器52への蓄熱流体の供給を停止させる。
FIG. 6 is a flowchart of a routine executed by
制御装置100は、給水の流れが有ると判断した場合には、ステップS1からステップS4へ移行する。ステップS4では、制御装置100は、混合水栓51が開かれていると判断し、給湯運転を実施する。すなわち、ステップS4では、流体ポンプ48を作動させ、給湯用熱交換器52へ蓄熱流体を供給する。ステップS4では、前述したようにしてポンプ制御部101が流体ポンプ48を制御することで熱源側流量を制御する。
When
制御装置100は、ステップS4からステップS5へ移行する。ステップS5で、制御装置100は、給湯流量センサ49で検知される給湯流量が一定時間以上安定した後に、現在の給湯流量が、記録されている最小給湯流量より低いかどうかを判断する。制御装置100は、現在の給湯流量が、記録されている最小給湯流量以上である場合には、ステップS5からリターンへ移行し、ルーチンを終了する。制御装置100は、現在の給湯流量が、記録されている最小給湯流量より低い場合には、ステップS5からステップS6へ移行する。ステップS6で、制御装置100の記録部104は、記録されている最小給湯流量に代えて、現在の給湯流量を新たな最小給湯流量として記録する。このようにして、記録部104は、最小給湯流量の記録を更新する。なお、制御装置100は、記録されている最小給湯流量の値が無い場合にも、ステップS5からステップS6へ移行し、現在の給湯流量を最小給湯流量として記録する。
The
制御装置100は、ステップS6からステップS7へ移行する。ステップS7で、制御装置100の蓄熱温度制御部103は、ステップS6で更新された最小給湯流量の値を、記憶部102に記憶された、熱交換ロス値と給湯流量との関係に当てはめることで熱交換ロス値を求める。次回の蓄熱運転のとき、蓄熱温度制御部103は、当該熱交換ロス値を給湯目標温度に加算した温度に基づいて、貯湯タンク8に貯える蓄熱流体の温度を制御する。
The
本実施の形態であれば、過去の給湯運転における実際の最小給湯流量に応じて熱交換ロス値を決め、当該熱交換ロス値を用いて、貯湯タンク8に貯える蓄熱流体の温度を制御できる。本実施の形態であれば、使用者の使用状況の実態に応じて、蓄熱温度制御部103が用いる熱交換ロス値を決めることができる。本実施の形態であれば、実際の給湯温度が給湯目標温度より高くなることを確実に抑制できるので、使用者の不快感が大きくなることを確実に抑制できる。本実施の形態であれば、使用者の使用状況の実態に対して、蓄熱温度制御部103が用いる熱交換ロス値を必要以上に低い値に設定することを回避できる。本実施の形態であれば、蓄熱温度制御部103が用いる熱交換ロス値をより適切な値に設定できる。よって、貯湯タンク8に貯える蓄熱流体の温度を、使用者の使用状況の実態に応じて、より適切な温度に制御できる。そのため、実際の給湯温度を給湯目標温度により近づけることができる。
According to the present embodiment, the heat exchange loss value is determined according to the actual minimum hot water supply flow rate in the past hot water supply operation, and the temperature of the heat storage fluid stored in the hot
なお、記録部104は、最小給湯流量の値を記録する期間を一定期間(例えば2週間)に制限しても良い。すなわち、記録部104は、過去一定期間(例えば過去2週間)より古い最小給湯流量の記録を抹消し、過去一定期間以内での最小給湯流量の記録で置き換えても良い。このようにすることで、使用者の使用状況の実態が月日の経過によって変化した場合にも適切に対応できる。
Note that the
1 圧縮機、 3 水−冷媒熱交換器、 4 膨張弁、 5 冷媒管、 6 蒸発器、 7 HPユニット、 8 貯湯タンク、 8a 水導入口、 8b 水導出口、 8c 温水導入口、 8d 温水導入口、 8e 温水導出口、 8f 温水導入口、 9a 第一給水管、 9b 第二給水管、 9c 第三給水管、 9d 給水管、 10 水導出管、 12 水ポンプ、 13 送湯管、 14 HP往き管、 15 HP戻り管、 16 バイパス管、 17 加熱温度センサ、 18 三方弁、 21 給湯管、 31 減圧弁、 33 タンクユニット、 34 給湯栓、 35 給湯機、 42,43 貯湯温度センサ、 44 リモコン、 46 熱源回路、 46a 熱源導入管、 46b 熱源導出管、 48 流体ポンプ、 49 給湯流量センサ、 50 熱源側流量センサ、 51 混合水栓、 52 給湯用熱交換器、 53 出湯管、 100 制御装置、 101 ポンプ制御部、 102 記憶部、 103 蓄熱温度制御部、 104 記録部、 1000 プロセッサ、 1001 メモリ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記蓄熱流体を加熱する加熱手段と、
前記蓄熱槽から供給される前記蓄熱流体と水源から供給される給水との間で熱を交換することで前記給水を加熱する給湯用熱交換器と、
前記蓄熱流体を前記給湯用熱交換器に供給する流体ポンプと、
前記給水の流量を検知する給湯流量センサと、
前記給湯用熱交換器に供給される前記蓄熱流体の流量が、前記給水の流量に応じて決定される目標流量に一致するように前記流体ポンプを制御するポンプ制御手段と、
前記給湯用熱交換器に供給される前記蓄熱流体の温度と、前記給湯用熱交換器から流出する前記給水の温度との差である熱交換ロス値に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記給湯用熱交換器から流出する前記給水の目標温度に前記熱交換ロス値を加算した温度に基づいて、前記蓄熱槽に貯える前記蓄熱流体の温度を制御する蓄熱温度制御手段と、
を備える給湯機。 A heat storage tank for storing a heat storage fluid;
Heating means for heating the heat storage fluid;
A hot water supply heat exchanger that heats the water supply by exchanging heat between the heat storage fluid supplied from the heat storage tank and water supply supplied from a water source;
A fluid pump for supplying the heat storage fluid to the hot water heat exchanger;
A hot water flow sensor for detecting the flow rate of the water supply;
Pump control means for controlling the fluid pump so that the flow rate of the heat storage fluid supplied to the hot water heat exchanger matches a target flow rate determined according to the flow rate of the water supply;
Storage means for storing information on a heat exchange loss value that is a difference between the temperature of the heat storage fluid supplied to the hot water supply heat exchanger and the temperature of the water supply flowing out of the hot water supply heat exchanger;
A heat storage temperature control means for controlling the temperature of the heat storage fluid stored in the heat storage tank, based on a temperature obtained by adding the heat exchange loss value to a target temperature of the water supply flowing out of the hot water heat exchanger;
A water heater equipped with.
前記蓄熱温度制御手段は、前記記録手段が記録した最小流量と前記関係とに基づいて得られる前記熱交換ロス値を、前記給湯用熱交換器から流出する前記給水の目標温度に加算した温度に基づいて、前記蓄熱槽に貯える前記蓄熱流体の温度を制御する請求項3に記載の給湯機。 Based on information detected by the hot water flow rate sensor, the recording means for recording the minimum flow rate of the flow rate of the water supply when the flow rate of the water supply is stable,
The heat storage temperature control means adds the heat exchange loss value obtained based on the minimum flow rate recorded by the recording means and the relationship to a target temperature of the water supply flowing out from the hot water supply heat exchanger. The water heater according to claim 3, wherein the temperature of the heat storage fluid stored in the heat storage tank is controlled based on the temperature.
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